医学类专业医学物理学教学改革与实践

陈 丁

（徐州医科大学医学信息与工程学院 江苏 徐州 221004）

物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用和转化规律的学科，是其他自然科学和工程技术的重要基础。依据苏联的课程体系，面向非物理专业学生而讲授的力学、热学、电磁学、光学和近代物理学的基本内容合称为普通物理学，大学物理是在普通物理学的基础上又增加了部分理论物理的内容[1]。而医学物理学是将物理学的基本原理和方法应用于医学领域，包括人类疾病的预防、诊断、治疗和保健、康复等[2]。也即医学物理学讲授的是物理学知识，但服务对象是医学领域，是面向医学讲物理[3]。医学是以人体为研究对象的生命科学，生命现象属于物质的高级运动形式，在生命活动中无时无刻不遵循着物理规律[4]。因而物理学的知识和思维是学习医学和了解生命现象所不可缺少的基础[2]。物理学所提出的方法和技术为医学的研究提供了许多新途径，如通过开发医疗设备来促进人类健康的物理学——诊断物理学和通过放射治疗、热疗和高强度聚焦超声的医疗设备来帮助人类恢复健康的物理学——治疗物理学。因此，在徐州医科大学（以下简称“我校”）生物医学专业学生（就我校而言，包括临床、麻醉、影像、口腔、检验、公卫、预防、药学、眼视光等专业的学生）的能力培养中，物理学具有十分重要的地位。

医学物理学的授课活动是面向医学类专业的学生，通过学生自学、教师讲授、完成课后作业、学生实验加深学生理解以达到掌握物理知识并形成科学思维进而形成正确的世界观的过程。影响学生掌握物理知识和养成科学思维的因素很多，包括学生的主观能动性、学生物理基础的差异、医学物理授课的方式方法、物理学与医学的结合程度等。

1 医学物理学课程现状分析

1.1 课程性质

医学物理学的教学目的是使学生系统地掌握物理学的基本知识和基本技能，进而形成科学思维，为后续医学课程打下坚实的基础，其特点在于：

①基础性。医学物理学是医学专业学生的公共基础课，主要讲授的是物理学的基本理论和基础知识，而基础课程暂时还显示不出其意义[5]，学生暂时还不知道为什么要学习这些内容，这些内容和后续课程的联系在哪里。此外，物理学的一些基本理论和概念是比较抽象的，如果单纯地讲授这些抽象概念，就难以激发学生的学习兴趣，进而影响教学效果，不利于医学人才的培养。

②连接性。就物理学本身而言，有些章节的内容是需要前几章的内容作为基础的，比如波动光学中光的干涉需要振动与波动中同频率同方向简谐振动的叠加作为基础，但医学院校物理课时少，不能讲授全部内容，那么为了后面章节做铺垫，需要在有限的课时内挤出时间讲解这些基础知识。

就物理学和数学而言，数理不分家，但医学生的高等数学因课时压缩，讲授的内容普遍偏少，导致学生数学知识掌握不扎实，而医学物理学学习中又不可避免地会用到高数的知识，且后续的专业课中又包含着物理学知识。如果哪个环节掌握不扎实，那么后期的学习中就变成了“记忆能力大赛”，学生越来越不理解有关内容，只好死记硬背，无法做到融会贯通，更别提养成科学思维和科学的世界观了。

③医-工结合。医学物理学课程是面向医学讲物理，授课对象是医学专业的学生。在医学物理学课程的讲授中，必须紧密联系医学的有关知识，让学生直观感受到所学知识与后续课程之间的联系，更加有目的性地学习。

1.2 教师特点

在现有的医学院校中，医学物理学授课教师多为来自师范类或综合性大学的物理相关专业的毕业生，虽拥有相对扎实的物理学基础知识，具有一定的教学经验，但大多数缺乏医学背景，很难将物理教学内容和有关医学课程做到有机结合，学生很难直观地从医学物理学的课程中感受到课程的重要性和实用性[3]，进而造成学生不想学，不愿学的局面。此外，虽然有的授课教师对医学的相关内容非常感兴趣，但他们没有时间、没有平台去了解医学的相关知识。

1.3 学生特点

①不同专业、不同地区的学生物理基础有差异。有的学生高中时期选修物理，那么基础会好些，而高中时期没有选修物理的学生基础会差些。我校麻醉专业学生的物理基础普遍较好。而定向班的学生中也有几位因为偏科，虽然高考总分不太高，但物理基础也较好。中东部地区学生的物理基础普遍好于西部地区学生。

②好学敢问，思维活跃，竞争意识较强，但耐挫能力较弱。随着“00后”成为大学生中的主力军，通过课上和课下的接触，发现他们这一代与“80后”“90后”相比思维活跃，有的学生提出的问题天马行空，面对不会、不懂的地方敢于提问。他们的学习方式倾向于碎片化学习，难免造成不系统。当代大学生大部分是独生子女，其成长经历和所处环境相对封闭，学习压力大，缺乏应有的承受能力。

③高年级学生对新生的错误引导。医学物理学的授课对象是大一新生，新生到校后会和高年级学生交流，他们会错误引导新生，认为物理不重要，只需考试前突击下就能过。这就造成大一新生对物理学的学习兴趣不足，这在很多非物理专业学生中是普遍现象，尤其在医学类学生中更甚。医学生不重视医学物理的学习，认为学习物理没有什么用处，只想着机械式的通过考试。并且在这个基础上，其在思维上多采用死记硬背的方式来学习物理，越学越痛苦。

1.4 教学模式

①医学物理学作为医学专业的公共基础课，根据教学实践，医学物理教学的现状是课时少，任务重。医学物理课时一再被压缩，从94学时压缩到72学时，到现在压缩到60学时，需要完成包括流体在内的7章内容的讲授，同时，这里面还要包括16学时的实验课。由于课时少，不可能讲授整本教材的全部内容，教师难免会挑选一些重点内容讲解，同时为了内容的连贯性，会把某个章节的某一个或几个要点挑出来讲解，这样如果有些同学上课不认真听讲，那么课后会花费很多时间和精力来学习这些章节，学完后发现这些章节反而不是重点。

②目前医学物理学的教学模式较为单一，多是课堂上按照幻灯片（PPT）讲解，仅有少部分老师采用PPT+板书，此外，信息技术使用较少，无法满足学生了解专业知识和外延知识的迫切愿望[3]。疫情期间上课采用线上+线下相结合的模式。前期多是采用录课，然后学生对着教学视频完成医学物理学的学习。答疑的时候多是给出问题，让学生回答，有些同学不思考，等待别的同学给出答案，这些同学直接复制答案，教师无法实时判断学生的知识掌握情况。

③现有的医学物理实验多是认知型、验证性实验项目，与课堂内容虽相关但不紧密，与医学的联系就更不紧密了[7]。

2 医学物理学课程教学改革与尝试

2.1 在教学中注重运用数字化手段

综合运用编程3D可视化、flash动画、微课、慕课、雨课堂[8]等手段，激发学生的学习兴趣。照着PPT讲解，“流水式”的演示使得学生对重点内容和重要公式的理解不深刻，可能学生还没听明白，而PPT已经放到下一页了，学生来不及思考，所以在此基础上，任课教师应对重要公式的演算、推导等用板书形式写出来，适当放慢节奏，给学生留出思考的时间，加深理解。

2.2 借助计算机仿真软件辅助教学

由于学期初就开始医学物理学课程，其中不可避免会用到高数知识，而很多学生还没有学习高数的相关知识，甚至有些专业压根就不开设高数课程，导致学生形成了物理难学的主观印象。随着计算机软硬件的发展，利用计算机仿真软件辅助医学物理学的教学，可以激发学生的好奇心，同时利用计算机仿真建模来展示抽象的物理问题，通过教师的实际操作，将抽象问题具体化，提高课堂的代入感和互动性[5]。

2.3 改革教学理念，提高教师的教学能力

承担医学生教学任务的物理教师多是物理科班出身，缺乏较为系统的医学相关知识，所以，物理教师应当主动系统地学习医学知识，可以利用课余时间和同在医学院校的优势，和医学专业教师多接触，找出物理和医学之间的结合点，并将其补充到医学物理的教学中去。此外，理工科出身的医学物理学教师在医学院校做科研时要和医学方向相结合，这在潜移默化中会逐渐提高自身的医学知识，将医学物理学的教学和教师自身的科研相结合。

2.4 在物理实验课中，多开展与医学相关的实验

比如，在流体力学的实验中，可开展测血压，听心脏跳动的声音等。当血压计袖带中的压强稍低于心脏的收缩压时，血液通过被压扁的血管形成湍流，此时在听诊器中可听到湍流声[6]。还可以开展三维心电模拟实验，使学生更加直观地感受到心电图记录的原理等。通过这些实验可以让医学生直观感受到物理在医学中的作用和意义，增加师生互动。此外，在做采购计划时，多向与医学相关的实验上倾斜。

2.5 作业形式的多样化

学生不愿意学习物理的原因之一是一听就会，一做题就不会，久而久之，自信心受到打击，失去学习动力。除了常规的课后作业外，教师可以将学生分成学习小组，每组课后查阅资料，找出医学中的物理学知识点，要求每组的结果不能相同。这样学生很乐意去提前翻阅专业书籍，查找相关结合点。

此外，对于医学物理课本中的曲线图和表等，要求学生自己通过计算机软件画出来。因为学生后期写论文或做PPT时，展示成果最好的手段就是图和表，通过这种方式，提前锻炼了学生的软件使用能力。

2.6 充分利用互联网+的优势，延伸教学维度

现在网上的慕课平台很多，国外的包括：Edx、Coursera、FutureLearn和Udacity等，国内的平台包括：华文慕课、好大学在线、学堂在线、智慧树、中国大学MOOC等。这些在线课程平台上有不少著名大学的课程，可作为线下教学的补充。在互联网+时代中，如果能好好运用这些线上教学平台，定能收到事半功倍的效果。

3 结语

关于提升医学物理学的教学质量，许多专家都有自己的思考[9-12]。本文从物理学和医学的关系出发，分析了医学物理学的教学现状，指出了当前面向医学生讲物理方面所存在的一些问题，物理教师应切实结合课程性质、学生的特点和教学模式等现状，在医学物理教学中改革教学理念，丰富教学手段，根据学生专业特点合理选择物理讲授方式和内容，提高医学物理学教学效果、促进医学生全面发展，为国家培养高素质医学人才。